FREDMPC是Photon Engineering公司持續投入利用GPU技(jì)術(shù)的成果。它能快速以及精确地進行(xíng)輻射測量和(hé)光機系統光線追迹和(hé)分析。
GPU硬件技(jì)術(shù)中，NVIDIA是業界領先者，在單個(gè)工作(zuò)站(zhàn)中，允許數(shù)千個(gè)并行(xíng)運行(xíng)的處理(lǐ)單元。GPU硬件（和(hé)軟件）發展迅速，可(kě)伸縮性強，與基于分布式CPU的網絡相比，成本相對較低(dī)。通(tōng)過簡單地添加或升級PC中的GPU，使用FRED MPC進行(xíng)光線追迹和(hé)分析，可(kě)以比使用傳統多(duō)線程CPU快幾個(gè)數(shù)量級。
CPU上(shàng)的FRED模型通(tōng)過模型轉換步驟映射到GPU上(shàng)的等效代碼
從程序結構的角度來(lái)看，利用GPU就得(de)要求FRED中的每個(gè)功能在源代碼庫中都有(yǒu)兩個(gè)版本；一個(gè)版本是專門(mén)為(wèi)CPU編寫的，一個(gè)版本是專門(mén)為(wèi)GPU編寫的。當發出使用GPU的請(qǐng)求時(shí)，CPU上(shàng)的FRED模型通(tōng)過轉換器(qì)傳遞，該轉換器(qì)将每個(gè)FRED特性映射到其等效GPU版本。這種結構的結果是，每個(gè)需要GPU支持的FRED功能都必須用專門(mén)的GPU代碼完全重寫。然而，對于給定的FRED MPC版本，并非所有(yǒu)的FRED功能都将具有(yǒu)GPU計(jì)算(suàn)。随着Photon Engineering公司持續對GPU代碼的開(kāi)發，FRED MPC的功能将會(huì)随着每一次版本更新而擴展。
非常快？
FREDMPC是否會(huì)為(wèi)我的工作(zuò)效力？
你(nǐ)是否在追迹龐大(dà)數(shù)量的光線？
你(nǐ)是否經常計(jì)算(suàn)幾天幾夜？
你(nǐ)的模型是否是由幾千個(gè)表面所組成的
如果是的話(huà)，那(nà)麽FREDMPC可(kě)能是很(hěn)有(yǒu)用的。問題是：你(nǐ)的時(shí)間(jiān)多(duō)值錢(qián)？
FREDMPC正在不斷開(kāi)發，每個(gè)版本都将添加新功能。為(wèi)了幫助确定FREDMPC是否适合您的分析需求，下表列出了當前版本的重要限制(zhì)。
1. 相幹場(chǎng)傳輸
現在FREDMPC不支持相幹場(chǎng)傳輸
2. 偏振
FREDMPC不支持偏振光線追迹或者偏振分析
3. 數(shù)值精度
GPU光線追迹當前是單（浮點）精度，而CPU光線追迹是雙精度。這種限制(zhì)的影(yǐng)響部分取決于系統的規模和(hé)結構。比如，由于單精度光線追迹，長傳輸距離或具有(yǒu)許多(duō)交叉點的系統可(kě)能更容易受到誤差疊加的影(yǐng)響。
并非所有(yǒu)FRED功能都可(kě)以用GPU精确實現，這取決于在GPU上(shàng)表示的結構，可(kě)以創建近似的結構。
4. 光線追迹路徑
可(kě)以根據請(qǐng)求追迹光線路徑數(shù)據，并指定用戶指定的每個(gè)路徑的最大(dà)事件數(shù)。路徑數(shù)據将在光線追迹路徑表和(hé)雜散光報告中儲存。目前尚無能力支持基于路徑的光線選擇（例如，特定光線路徑上(shàng)的光線的輻照度）或路徑重繪。
5. 腳本
當文檔被推到GPU時(shí)，腳本化的表面、材料、膜層等将被近似。FREDMPC光線追迹和(hé)分析功能可(kě)以使用FRED的腳本語言執行(xíng)，但(dàn)不會(huì)在GPU上(shàng)編譯或運行(xíng)任何腳本。
硬件需求
FREDMPC不是一個(gè)獨立的産品，它是我們的FRED光學工程軟件的一個(gè)版本，允許使用GPU執行(xíng)光線生(shēng)成，光線追迹和(hé)分析。除GPU功能外，FREDMPC License還(hái)可(kě)以訪問FRED Standard和(hé)FRED Optimum的所有(yǒu)CPU功能。使用FRED MPC License中包含的CPU功能時(shí)，應考慮以下PC配置選項：
Ÿ FRED隻運行(xíng)在Windows上(shàng)，我們推薦win10
Ÿ FRED Standard在多(duō)達17個(gè)線程上(shàng)執行(xíng)多(duō)線程計(jì)算(suàn)，而FRED Optimum最多(duō)支持63個(gè)線程。FRED不會(huì)使用任何超過FRED版本限制(zhì)的線程。
Ÿ FRED的許多(duō)組件（例如BASIC腳本計(jì)算(suàn)和(hé)模型更新）不是多(duō)線程的。因此，有(yǒu)一個(gè)高(gāo)速處理(lǐ)器(qì)是很(hěn)有(yǒu)用的。在許多(duō)情況下，與較大(dà)數(shù)量的慢速CPU相比，較低(dī)數(shù)量的快速CPU的性能更好（例如16核3.2GHz vs. 24核2.4GHz）。
Ÿ 我們建議使用16 GB+ RAM，以避免在使用大(dà)型光線追迹時(shí)可(kě)能發生(shēng)的緩存溢出情況。
Ÿ 有(yǒu)時(shí), 無法避免緩沖（例如，當需要追迹超過可(kě)用RAM所能處理(lǐ)的光線時(shí)）。因此，具有(yǒu)高(gāo)磁盤I/O的系統是有(yǒu)好處的。另外推薦使用固态硬盤（SSD）。
GPU要求
FREDMPC需要一個(gè)或多(duō)個(gè)具有(yǒu)3.1或更高(gāo)計(jì)算(suàn)能力的本地NVIDIA GPU。軟件支持多(duō)個(gè)并行(xíng)操作(zuò)的GPU闆。
下圖顯示了已成功用FREDMPC進行(xíng)測試的各種GPU主闆的相對性能，其中GeForce GTX 1050 Ti作(zuò)為(wèi)參考，為(wèi)每個(gè)顯卡提供相對性能範圍，以說明(míng)在基準測試期間(jiān)觀察到的結果範圍（即一些(xiē)FRED模型追迹光線比其他模型更快）。例如，Quadro GV100上(shàng)的基準文件執行(xíng)速度比GeForce GTX 1050 Ti上(shàng)的相同文件快2.4到12.6倍。所選GPU的當前價格在圖表下側顯示。
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